电源电路：
电源在整个系统中也起着很重要的作用，将很大程度上影响整个系统是否能够正常的工作。本文中的电源电路中主要由5V和3.3V电源模块构成。
5V电压是通过外部的电源来提供，它一部分主要提供给红外发射电路的驱动芯片74HC595,并驱动所有的红外发射管。还需提供给红外接收电路的驱动芯片ADS7830。另一部分则被转换为3. 3V提供给微处理器芯片LPC2132，串口通信接口芯片Max3490。由于每支红外发射管的电流在10-100mA间变化，所以外部的电源模块必须满足输出电流为2A。在5V转换为3.3V电路中是通过SPX1117M3和滤波电路输出得到的。其中，SPX 1117M3是Sipex公司生产的,输出电流可达800mA,输出电压的精度在士 1%以内，还具有电流限制和热保护功能。SPX1117系列的芯片有很低的静态电流，在满负载时其低压差仅为1.1V,当输出电流减少时，静态电流随负载变化，并提高效率。转换电路如下图：
在其输入端和输出端使用一个0.1 uF及470uF的钮电容来改善SPX1117的瞬态响应和稳定性。
高分辨率的实现：
触換屏的分辨率是通过在屏上x方向所能探测的点数与Y方向上所能探测的点数的乘积来表示的。早期红外触摸屏是根据接收管有无接收到光信号来判断是否被触換的，其分辨率则由红外管的对数决定，因此它的分辨率就等十屏的物理分辨率，即当红外触摸屏的X方向上有120对红外管，Y方向上有45对红外管时，它的分辨率为120X45。这样触換屏的分辨率比较低。
但实际上当物体触換后，不同的触摸位置不仅会影响到红外接收管是否能接收到信号，会影响到其接收信号的强度有所不同。即触摸物的位置与接收的红外光信号强度有直接的对应关系。冈此如果将接收的红外光信号强度进行量化分级处理，对十接收管不仅要判断是否收到信号，还要判断出接收到的信号的具_体强度，这样即使触摸物移动非常小的距离，由十收到的信号强度发生了改变，也可探测到触摸位置，从而可以得到极高的分辨率。此时的触摸屏分辨率主要由红外管对数和每对红外管的光强量化级数决定。触摸屏坐标则由红外管的物理坐标和触換点在相应管中的坐标共同决定为了验证并得到触摸物的位置与接收的红外光信号强度的关系，本文中做了遮挡位置和接收电压的实验，实验装置如下所示：
位置与电压关系
通过曲线可以看出遮挡的位置与输出电压是一种近似的线性关系，闪此触摸物的位置与接收的红外信号强度建立起了一种线性的对应关系。基于以上的原理，在“0”状态下采集红外接收管的光强信号作为零点值，在“1”状态下采集红外接收管的光强信号作为满度值，这样将两次釆集到的红外接收管的光强归一化进行256级量化，即接收到的光强信的值的取值范围为0～255。这样得到的最小的分辨率为0.0195，即在0.0195mm的距离上即可探测到一个点。由设计的红外触摸屏的尺寸为600mmX225，所以理论上可以在屏上探测到30769X11538个点，大大提高了红外触摸屏的分辨率.但由于显示屏的分辨率为2048X768,所以只需将光强信号进行32级量化即可实现。
抗强光干扰的实现：
红外触摸屏主要依靠红外光工作，对环境光照因素的变化比较敏感。太阳光中红外光约占50%，在有太阳光的环境使用红外触換屏会受到极大干扰，在光照变化较大时会引起误动作。为了更奵增强红外触摸屏的抗光干扰的性能，现有的技术中主要釆用两种方式:一种是在电路上进行修改调整;另一种是不让或少让外界光照射在红外管，即物理防光。下面介绍几种方案：
1、脉冲方式抗干扰。红外探测采用脉冲方式，即红外发射管发射一个固定频率的信号，接收方只对这一频率进行检测。为提高抗干扰能力，对发射管和接收管均釆用相同固定频率扫描，发射管发射固定频率的信号，同时以同样频率对相对应的接收管进行信号的釆集。
2、采用差动输入滤除干扰信号，在接收管附近设少蛍同型号红外接收管接收环境光中的红外信号，对十釆集的红外脉冲和环境光中红外光的混合信号，釆用差动输入的方式滤除干扰信号。
3、对接收管可加装红外滤光片或进行环氧封装以滤除部分光干扰。红外发射管前端加装凸透镜有利十增加接收光的强度，从而增加各等级信号间强度的差值，减弱接收信号对干扰信号的“敏感度”，提高抗光干扰能力。
本文设计中为了排除周围环境光的干扰得到准确的触摸位置，在计算触摸位置时确定每对管子的域值作为判断是否有手指触摸的依据。域值的选定对于红外触摸屏是否能够正常的工作，是否能够正确的判断触摸起着至关重要的作用。
域值的确定是通过对每对管子的“0”态和“1”态时数据釆样实现，并默认设定“0”态和“1”态时的数据之和的一半为域值。"0”态，即将所有的发射管进行一次淸零，此时的发射管都为熄火状态，理想状态下采样得到的光强转换值应全部为0;"1”态，即将所有的发射管逐个点亮，此时的发射管在某一时刻只有一支被点亮，理想状态下采样得到的是接收管接收相对应发射管的光强信号。
但在实际应用中，这两种状态的光强信号都会不同程度上受到外界光的影响。对于“0”态，所有的红外发射管都是未被点亮的，但由于外界光的干扰，接收的这些转换值并不是0，对于“1”态，红外发射管逐个点亮，由于外界光的干扰存在，使得红外接收管接收的是接收管接收相对应发射管的光强信号及外界光信号。同时，在整个扫描的过程中，外界光是实时变化的，这样不同时刻采集到的数据和最初得到的域值相比较后就可能造成错误的触換判断，引起触摸屏的误操作。这些因素导致红外触摸屏无法正常正确的判断触換位置。
本文中主要釆用动态调节域值和安装对传播方向敏感的光准直沟道相结合的方法增强了红外触摸屏的抗干扰能力。
具体的方法如下：
1、安装对传播方向敏感的光准直沟道进行过滤，可以实现在水平方向上光透过率很高对于倾斜方向入射的光衰减极大，尽可能的衰减外界光
2、对每支红外接收管得到的“0”态和“1”态时的光强信号的模数转换值进行归一化处理，则“0”态时的模数转换值对应值为0，"1”态时的模数转换值对应为 OxFF;
3、当触摸屏上未发生任何触換动作时，微处理器将不停的采集每支红外接收管“0”态和“1”态时的光强信号，并确定域值，作为判断是否被触換以及计算触換位置的依据；
4、当微处理器探测到发生抬手动作后，将不停的采集每支红外接收管“0"态和“1”态时的光强信号，并确定域值，作为下一次判断是否被触摸以及触換位置的依据；
利用自动量程照度计测量得到:未进行以上的抗强光处理时，红外触摸屏只能工作在低于3500勒克司的环境光下;当安装光准直沟道后，红外触摸屏可工作在7500勒克司的环境光下;当动态调节域值并结合光准直沟道后，红外触摸屏可工作在17600勒克司的环境光下。
通过以上的抗强光处理，红外触換屏的抗强光干扰能力提高了近3倍。
多触点实现：
由于在给定的时间里，触摸屏检测系统只接收唯一的一组位置坐标数据，如果在给定时间内把两个或两个以上的触摸点都按下，则多个触摸信号就会在该时段重叠起来，釆集得到的触摸地点不是实际触摸的地点。如下图所示
A点为第一个发生触摸事件的地点，经探测后生成第一组定位坐标数据，可釆集到第一个触摸事件发生的实际地点。当用户离开A点后触摸D点生成第二组触摸信号，可以采集到第二个触摸事件的实际地点。在给定的时间里，将A点和D点都按下,则第一组信号和第二组信号就会在该时间内重叠起来，微处理器会算出多个位置坐标数据，由此得到的触摸点可能是A点、B点、C点、D点中的一个，使得触換屏不能正确地响应用户的操作。
随着触换屏技术的发展，多点触換的电阻触換屏和电容触摸屏相继问世。与此同时，在机载显示中，很多情况下需要调节局部区域的亮度或是处理局部区域的图像信号。为了实现这样的功能，需要在触換屏操作过程中必须能够进行多触点的动作来划定所需要的区域。多点触摸的红外触摸屏的开发设计迫在眉睫。现在市场上推出了几种关于红外触摸屏的多点触摸设计方案：
1，设计一复杂的辅助判断电路来增强红外触摸屏对多个触摸点的判断力；
2、在红外触摸屏的外边缘额外附加一个或两个摄像头来区分多个触摸点
3、不改变硬件通过检测触摸事件发生的先后顺序来识别多个触摸点；
4、在一个扫描周期内，一个红外接收元件在不同的时刻来接收来自两个不同位置的红外发射元件来发出的光线，从而来区分多个触摸点；
5、利用同轴和离轴的发射和接收管之间的被触摸物隔断的光线，在一个扫描方向上触摸点的坐标值，在另一个方向上确定触摸点的大致坐标值并初步剔除伪触点;然后再在另一个方向上使用相同的方法，最终得到所有的触摸点的精确坐标值，同时剔除伪触摸点
本文中釆用判断记录触摸的位置，然后再根据被触摸的先后顺序来剔除伪触摸点，从而得到精确的坐标点。只体的实现方法如下:对于所示，当A点和D点同时被触摸，首先根据触摸动作在A点和D点上发生的事件上的先后差别，记录下第一个触摸动作的位置坐标，记为A点(X1，Y1),并保存这个触換点。当第二个触摸动作叠加在第一个触摸动作上时，微处理器会得到多组的位置坐标(X1, X1，X2，Y2)，从而判断出有新的触摸点加入，通过比较现有的位置坐标(X1，Y1)，D点的坐标不可能与A点在任一方向上平行从而排除其他的坐标(X1，Y1)，（X2，Y2)的可能。由此确定另外的一个触摸点D点的坐标为(X2，Y2)，
这样实现区分出了两个触摸点。
具体的工作流程如下图:
本文分别从微控制器电路、红外发射电路、红外接收电路、电源电路几个方面描述了整个红外触換屏的硬件架构，并主要阐述了红外触触屏的高分辨率、抗强光干扰、多触摸点的眞体实现方法。通过这样的硬件设计，釆集处理得到触換的位置信息，并传送给主机进行验证。
